深部大断面锚网支护技术的研究与应用.docx
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深部大断面锚网支护技术的研究与应用
附件1:
兴隆庄煤矿科学技术进步奖申报书
申报单位(章)
项目名称
深部大断面锚网支护技术的设计及应用
完成单位
综掘二队
协作单位
技术科
主要完成人员
韩纪志、刘洪儒、王绪民、何雨生、张照允、刘光旭、张永良
刘中、龚亚光、王金海、杨翠元、、王爱杰、姜军、王庆
刘伟、张全明
组织鉴定(验收、
评议)单位、时间
技术水平
国内先进
申奖等级
一等奖
本成果曾获上级奖励情况
获奖时间
奖励名称
奖励等级
授奖单位
一、成果主要内容
1【立项背景】
10302下顺槽(中段)巷道为4.6m断面,左侧为2010年4月30号停采的10302下东综放工作面,10302下顺槽(中段)与10302(下东)上顺槽煤柱中—中8.0m,为保证矿井的正常接续,10302(下东)综放工作面停采后不久,即2010年6月份我队开始施工10302下顺槽(中段),由于停采时间较短,采空区残余压力未完全释放,受采空压力和夹矸层弱面影响,巷道顶板下沉量较大,巷道两帮位移较大,受上述条件影响,我们加强了顶板及两帮支护,顶板采用φ20mm锚索加强顶板管理;帮部布置5棵杆体长2000mm,φ20mm的T型螺帽型全螺纹钢树脂锚杆,在此基础上,巷道施工过后,两帮在原有的支护基础上使用钢带、锚索联合加强支护,取得良好效果。
2【主要研究内容】
一次施工4.6m大断面,顶板采用φ20mm锚索加强支护;两帮采用5棵杆体长2000mm,φ20mm的T型螺帽型全螺纹钢树脂锚杆加强帮部支护;施工过后,两帮在原有的支护基础上使用钢带、锚索联合加强支护。
3【技术经济指标】
施工后,巷道整体成型较好,顶、底板移近量小,最大限度地避免了掘进过后顶板来压破碎、两帮变形、底鼓现象;避免了人工扩帮落底等再次施工,实现了巨大的经济效益。
4【促进科技进步作用】
①巷道沿空施工,但大断面一次成巷且巷道埋藏深、沿空侧压力未完全释放的巷道可采用该支护工艺。
②该施工方式掘进过后巷道的围岩变形趋于缓慢,有效改善了巷道顶板及两帮煤体破碎环境,提高了顶板及两帮的完整率。
③顶板及两帮支护工艺充分保证了巷道支护安全及支护质量,促使两帮钢带与支护锚杆共同发挥作用,有效防止鼓帮、底鼓等现象的发生。
两帮采用T型螺帽型全螺纹钢树脂锚杆,可对因片帮引起的失效锚杆二次紧固,避免补打锚杆带来的工时及支护材料的浪费。
二、关键技术及创新点
1【关键技术】巷道采用4.6m的长梯形钢带,顶部采用6条φ22mm阻尼式螺帽型单向左旋无纵筋螺纹钢树脂锚杆,锚杆排距为900mm;锚索交错布置,每排布置1棵。
帮部布置5棵杆体长2000mm,φ20mm的T型螺帽型全螺纹钢树脂锚杆,两帮锚杆间距从顶板往下依次为300mm、900mm、1500mm、2300mm、3100mm布置,两帮底脚锚杆距离底板最大距离不得超过500mm。
两帮肩窝第一棵锚杆布置与水平线成+30°斜向打入顶板,两帮底角锚杆布置与水平线成-15°斜向打入底板(由于施工中巷道浮煤较多,两帮底角锚杆不能紧跟迎头施工,因此当班施工完清完底后,再集中施工两帮底角锚杆),其它锚杆均与帮部轮廓线垂直布置,误差不超过±5°。
沿空侧帮部采用锚杆和钢带联合支护,在沿空侧顶板以下1.5m处贴帮顺巷布置长×宽×厚=3300mm×50mm×5mm的钢带,每条钢带布置3条直径φ18mm,长L=5m锚索,即:
相邻两条钢带第一个锚杆孔互相搭接、重合,作为锚索孔布置一条锚索,钢带中间的锚杆孔布置一条锚索;在非沿空侧顶板以下1.0m处贴帮与巷道垂直布置长×宽×厚=1500mm×50mm×5mm的钢带,每条钢带布置2条φ18mm,长L=7.5m锚索,第一条锚索布置在距钢带头150mm位置锚索孔中,第二条锚索布置在距离第一条锚索1.2m位置锚索孔中。
2【创新点】①巷道沿空施工,但大断面一次成巷且巷道埋藏深、沿空侧压力未完全释放的巷道可采用该支护工艺。
②该施工方式掘进过后巷道的围岩变形趋于缓慢,有效改善了巷道顶板及两帮煤体破碎环境,提高了顶板及两帮的完整率。
③顶板及两帮支护工艺充分保证了巷道支护安全及支护质量,,促使两帮钢带与支护锚杆共同发挥作用,有效防止鼓帮、底鼓等现象的发生。
两帮采用T型螺帽型全螺纹钢树脂锚杆,可对因片帮引起的失效锚杆二次紧固,避免补打锚杆带来的工时及支护材料的浪费。
三、推广应用情况
使用此施工技术施工大断面巷道,取得了良好的效果。
并在以后埋藏较深、压力较大的大断面巷道施工中得到了广泛应用。
四、经济效益和社会效益
(经济效益:
成果应用后实际年创产值、利润数,或增收、节支数,应有计算依据)
经济效益:
施工后,巷道整体成型较好,顶、底板移近量小,避免了掘进过后顶板来压破碎、两帮变形、底鼓现象,避免了扩帮落底等施工所带来的人工及材料浪费,两帮采用T型螺帽型全螺纹钢树脂锚杆,可对因片帮引起的失效锚杆二次紧固,避免补打锚杆带来的工时及支护材料的浪费。
底鼓量:
该巷道为梯形断面,上净宽4.6m,下净宽4.8m,巷道长度为356.186m,如不使用该支护工艺,按平均1.0m的巷道底鼓量,需落底1709.69,按照落、装、运一个车皮需3个人工计算,需要3418.5个人工,矿井需支出3418.5×80=273480元。
鼓帮量:
巷道左侧沿空掘进,10302(下东)综放工作面停采后不久,由于停采时间较短,采空区残余压力未完全释放,受采空压力和夹矸层弱面影响,巷道两帮位移较大,特别是沿空侧鼓帮严重。
按巷道左帮0.5m位移,巷道高度及长度分别为3.2m和356.186m,需要开帮569.9m3,按照落、装、运一个车皮需3个人工计算,需要1140个人工,矿井需支出1140×80=91200元。
补打失效锚杆:
巷道扩帮以后,需补打失效的支护锚杆,按每帮2棵失效锚杆计,总计需施工1781棵支锚杆。
采用新的施工工艺后,较施工正常巷道,矿井仅需多投入90条4.0m长梯形钢带和223条1.5m长梯形钢带,另外使用5.0m锚索81条、7.5m锚索446条。
社会效益:
①深部大断面锚网支护技术的应用,为矿井开拓埋藏深、沿空侧压力未完全释放的巷道提供了宝贵的实践经验。
②深部大断面锚网支护技术的应用,有效地避免了因巷道变形所带来的巷道二次加固,极大地节约了人力、物力资源。
③深部大断面锚网支护技术的应用,可最大限度地保障施工现场的安全,有效的消除鼓帮、鼓底、冲击地压等带来的安全隐患。
④深部大断面锚网支护技术的应用,杜绝了扩帮落底所带来的辅助运输等一系列问题,为矿井的安全生产提供了有力保障。
综上所述,深部大断面锚网支护技术的应用不仅为矿井带来了极大经济效益的同时,同时也为矿井取得了巨大的社会效益。
评审意见
申报单位审查意见
负责人:
(公章)年月日
专业评审组评审意见
组长:
成员:
年月日
评审委员会审批意见
主任:
年月日
备注
附件2:
应用证明
成果名称
深部大断面锚网支护技术的设计及应用
应用单位
综掘二队
应用
起止时间
2010年6月至今
应用情况(技术、经济效益):
【技术】巷道采用4.6m的长梯形钢带,顶部采用6条φ22mm阻尼式螺帽型单向左旋无纵筋螺纹钢树脂锚杆,锚杆排距为800mm;锚索交错布置,每排布置1棵。
帮部布置5棵杆体长2000mm,φ20mm的T型螺帽型全螺纹钢树脂锚杆,两帮锚杆间距从顶板往下依次为300mm、900mm、1500mm、2300mm、3100mm布置,两帮底脚锚杆距离底板最大距离不得超过500mm。
两帮肩窝第一棵锚杆布置与水平线成+30°斜向打入顶板,两帮底角锚杆布置与水平线成-15°斜向打入底板(由于施工中巷道浮煤较多,两帮底角锚杆不能紧跟迎头施工,因此当班施工完清完底后,再集中施工两帮底角锚杆),其它锚杆均与帮部轮廓线垂直布置,误差不超过±5°。
沿空侧帮部采用锚杆和钢带联合支护,在沿空侧顶板以下1.5m处贴帮顺巷布置长×宽×厚=3300mm×50mm×5mm的钢带,每条钢带布置3条直径φ18mm,长L=5m锚索,即:
相邻两条钢带第一个锚杆孔互相搭接、重合,作为锚索孔布置一条锚索,钢带中间的锚杆孔布置一条锚索;在非沿空侧顶板以下1.0m处贴帮与巷道垂直布置长×宽×厚=1500mm×50mm×5mm的钢带,每条钢带布置2条φ18mm,长L=7.5m锚索,第一条锚索布置在距钢带头150mm位置锚索孔中,第二条锚索布置在距离第一条锚索1.2m位置锚索孔中。
【经济效益】施工后,巷道整体成型较好,顶、底板移近量小,避免了掘进过后顶板来压破碎、两帮变形、底鼓现象,避免了扩帮落底等施工所带来的人工及材料浪费,两帮采用T型螺帽型全螺纹钢树脂锚杆,可对因片帮引起的失效锚杆二次紧固,避免补打锚杆带来的工时及支护材料的浪费。
应用盖章(盖章)
年月日
附件3:
科技成果评价意见
成果名称
深部大断面锚网支护技术的设计及应用
应用单位
综掘二队
应用时间
2010年6月至今
评价意见(技术、经济效益):
评价单位:
盖章负责人(签字)
年月日
技术工作报告
一、选题
1、现状调查
正常情况下,紧靠采空区施工压力较大、埋藏较深、断面较大的巷道时,要等到采空区压力完全释放后再组织施工,此施工方式受时间限制,施工环节复杂,施工后的巷道变形严重,巷道需二次加固才可投入使用,此施工工艺采用一次成巷,加强了两帮位移量控制,最大限度地避免底鼓、鼓帮现象,充分保证矿井的正常接续。
2、选题理由
为减少大断面巷道施工的投入,从施工环节方面消减施工隐患,采取深部掘进大断面一次成巷为我矿锚网支护技术提供一个有益的尝试。
3、目的意义
避免再次施工时设备的再次安装、撤除工,还减少了再次使用人工,加快了工作面接续进度,提高了施工安全系数。
二、研究与实践过程作
1、选题的科学原理与方法
紧靠采空区施工压力较大、埋藏较深、断面较大的巷道时,要等到采空区压力完全释放后再组织施工,此施工方式受时间限制,施工环节复杂,施工后的巷道变形严重,巷道需二次加固才可投入使用,此施工工艺采用一次成巷,加强了两帮位移量控制,最大限度地避免底鼓、鼓帮现象,充分保证矿井的正常接续,本着节约成本、消除隐患的目的,我们在矿技术科的指导下充分论证,严密计算,安全高效地施工了10302下顺槽(中段),并取得了良好的经济效益和社会效益。
【具体施工方法】
巷道顶板采用6条φ22mm阻尼式螺帽型单向左旋无纵筋螺纹钢树脂锚杆,锚杆排距为800mm;锚索交错布置,每排布置1棵。
帮部布置5棵杆体长2000mm,φ20mm的T型螺帽型全螺纹钢树脂锚杆,两帮锚杆间距从顶板往下依次为300mm、900mm、1500mm、2300mm、3100mm布置,两帮底脚锚杆距离底板最大距离不得超过500mm。
两帮肩窝第一棵锚杆布置与水平线成+30°斜向打入顶板,两帮底角锚杆布置与水平线成-15°斜向打入底板(由于施工中巷道浮煤较多,两帮底角锚杆不能紧跟迎头施工,因此当班施工完清完底后,再集中施工两帮底角锚杆),其它锚杆均与帮部轮廓线垂直布置,误差不超过±5°。
沿空侧帮部采用锚杆和钢带联合支护,在沿空侧顶板以下1.5m处贴帮顺巷布置长×宽×厚=3300mm×50mm×5mm的钢带,每条钢带布置3条直径φ18mm,长L=5m锚索,即:
相邻两条钢带第一个锚杆孔互相搭接、重合,作为锚索孔布置一条锚索,钢带中间的锚杆孔布置一条锚索;在非沿空侧顶板以下1.0m处贴帮与巷道垂直布置长×宽×厚=1500mm×50mm×5mm的钢带,每条钢带布置2条φ18mm,长L=7.5m锚索,第一条锚索布置在距钢带头150mm位置锚索孔中,第二条锚索布置在距离第一条锚索1.2m位置锚索孔中。
2、实施过程
该技术在10302下顺槽(中段)及1306上顺槽得到了很好的应用,在回采过程中也显现了很好支护和使用效果
3、取得的效果
通过该施工方式掘进过的巷道围岩变形趋于缓慢,巷道两帮处于蠕变状态,且改善了顶煤破碎环境,巷道整体成型较好,顶、底板移近量小,避免了掘进过后顶板来压破碎、两帮变形、底鼓现象,避免了扩帮落底等施工所带来的人工及材料浪费,两帮采用T型螺帽型全螺纹钢树脂锚杆,可对因片帮引起的失效锚杆二次紧固,避免补打锚杆带来的工时及支护材料的浪费。
4、技术的完善
深部大断面锚网支护技术为我矿锚网支护技术提供了一个新的尝试,作为一项新技术、新工艺,我们将总结现有经验,并使之逐步成熟,对于施工过程中遇到的新问题,比如运输机侧帮部锚索施工困难、底角锚杆不易施工等将在以后的施工中逐步完善。
附图:
图110302下顺槽(中段)支护断面图
附图:
图210302下顺槽(中段)帮部锚索施工图
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